[发明专利]一种锆酸锂包覆锰系锂离子筛及其制备和应用

权利要求书

1.一种锆酸锂包覆锰系锂离子筛，其特征在于，具有核-壳结构，其中，核的材料为H_1.6Mn_1.6O₄；壳层的材料为Li₂ZrO₃；

锆酸锂的质量为H_1.6Mn_1.6O₄质量的1.0%~10.6%。

2.如权利要求1所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛，其特征在于，锆酸锂的质量为H_1.6Mn_1.6O₄质量的1%~5.3%；

Li_1.6Mn_1.6O₄为颗粒状，粒径为100~200 nm。

3.如权利要求2所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛，其特征在于，所述的壳层的厚度为5-40nm。

4.一种权利要求1~3任一项所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛的制备方法，其特征在于，将Li_1.6Mn_1.6O₄分散在包含Zr源和锂源的溶液中，随后经脱除溶剂、焙烧得到Li₂ZrO₃锂离子筛前驱体；Li₂ZrO₃锂离子筛前驱体经酸浸脱Li处理后再经固液分离、洗涤、干燥，即得；

Zr源和锂源中，Li和Zr的元素摩尔比不低于2:1；

焙烧的温度为400℃~500℃；

所述的Li_1.6Mn_1.6O₄的制备步骤为：将电解MnO₂煅烧得Mn₂O₃，再将Mn₂O₃与LiOH进行水热反应得LiMnO₂；最后将LiMnO₂进行焙烧得到；其中，水热反应过程中，将Mn₂O₃分散在包含LiOH的溶液中，先在1500-2000 r·min^-1的转速下搅拌；再在600-800 r·min^-1的转速下搅拌得混合液，混合液再进行水热反应。

5.如权利要求4所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛的制备方法，其特征在于，Zr源为Zr⁴⁺的水溶性盐、醇化物中的至少一种；

溶解和分散Zr源的溶剂为醇溶液，所述的醇为C_1~4的单元醇；所述的醇溶液中允许含有水，且醇与水的体积比大于或等于5:1；

所述的锂源为Li⁺的水溶性盐和/或氢氧化物。

6.如权利要求5所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛的制备方法，其特征在于，包含Zr源和锂源的溶液与Li_1.6Mn_1.6O₄的液固比为15~25 mL·g^-1。

7.如权利要求6所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛的制备方法，其特征在于，Zr源和锂源中，Li和Zr的元素摩尔比为2~3:1。

8.如权利要求4所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛的制备方法，其特征在于，焙烧时间为2~4h。

9.如权利要求4所述的锆酸锂包覆锰系锂离子筛的制备方法，其特征在于，Li₂ZrO₃锂离子筛前驱体中，Li₂ZrO₃的质量为Li_1.6Mn_1.6O₄质量的1%~10%。